Адаптация на параметри на протеинурия с клинична значимост



01/04/2017

д-р Стоянка Танчева1, д-р Теофан Базан2, д-р Андрей Забунов1, Кристиан Йеремиев3, доц. д-р Светла Стайкова д.м.4, доц. д-р Кирил Ненов д.м.4, Даниела Малчева5

1. Департамент по обща медицина и клинична лаборатория, Факултет по медицина, МУ Проф. д-р П. Стоянов - Варна; e-mail: tanq_tancheva@abv.bg

2. Департамент по психология, Правен факултет, ВСУ Черноризец Храбър - Варна

3. Медицински колеж, МУ Проф. д-р П. Стоянов - Варна

4. Департамент по хемодиализа, Факултет по медицина, МУ Проф. д-р П. Стоянов - Варна

5. Клинична лаборатория, СМДЛ Статус - Варна

Откриването на различни видове протеини в урината е индикатор за локализация на бъбречната патология, както и сигнал за увреждането на други органи и системи.

За да се ползваме от точната информация, която можем да получим от тези изследвания, е задължително да познаваме правилата за анализ на протеини в урината, начините за представяне на резултатите, както и границите на тези параметри при здрави хора.

Направеното от нас проучване утвърждава правилата за анализ на протеини в урина и представя адаптация при наши регионални условия за количествено определяне в урина на: общи протеини, албумин и beta-2 микроглобулин.

Изследвахме 130 здрави хора, за да представим резултатите за протеинурия като мерни единици, получени от много по-чувствителното отношение на белтък и неговите фракции албумин и beta 2 микроглобулин (beta 2 М) към креатинин и осмоларитет в уринaта.

Ултрафилтрираните в излишък плазмени протеини са пряко токсични за тубулните епителни клетки. Компетентният анализ на уропротините може да ни покаже локализация на патологията.

Както всички анализи, тези изследвания също си имат своите правила, точното прилагане на които гарантира достоверността на резултатите, както и своите референции, даващи ни възможност да ползваме тези резултати за диагностика, терапевтично наблюдение и прогноза.

Протеинурията е основен клиничен маркер при бъбречните заболявания. С оглед на хистопатологичната токсичност, която протеинурията оказва върху бъбрека, е задължително нейното внимателно проследяване и изясняване на етиологията й.

Когато протеинурията е от бъбречен произход, патологията е локализирана в различни части на нефрона. Естеството на този тип протеинурия е свързано с патологична трансгломерулна филтрация, позволяваща преминаването на протеини с висока молекулна маса (HMW) и/или патологична реабсорбция от епителните клетки на проксималните тубули, водеща до откриване в окончателната урина на някои протеини с ниска молекулна маса (LMW).

За получаване на правилните клинични резултати са задължителни познания в прилагането на методологичните правила за изследване на уропротеини и за интерпретацията на получените уропротеини.

Основните методични правила са представени в EU Guidelines от 2000. Неинвазивна диагностика на бъбречните заболявания може да бъде направена чрез изследване на конкретни лабораторни параметри.

Протеинурията е нефротоксична:

1. Ултрафилтрираните в излишък плазмени протеини са пряко токсични за тубулните епителни клетки (проинфламаторни)

2. Протеинурията е най-важният, възможен за модифициране, рисков фактор за хронична бъбречна недостатъчност (ХБН)

3. Ползата от ACE-инхибиторите е, че те имат най-висок антипротеинуричен ефект

4. Намалението на протеинурията подобрява крайния резултат, като снижава прогресията към ХБН

Хроничната нефропатия може да бъде дефинирана чрез изследвания за проследяване на промените в бъбречната структура и функция.

Обективният начин за определяне на гломерулната филтрация (GFR) е изследването на серумното ниво на cystatin C, защото стойността на нивото на този протеин, за разлика от стойностите на креатининовия клирънс:

1. Не зависи от мускулната маса

2. Не зависи от пола и е константна величина във възрастта 18-60 години

3. Не зависи от приема на белтъчна храна

4. Не зависи от прилаганата терапия

5. Не зависи от чернодробната функция

6. Не е установен механизъм на тубулна секреция, независимо от плазмената му концентрация

Анализът на урината е неинвазивен метод, който чрез изследване на наличието и концентрацията на различни уропротеини, отнесени към стойностите на уринния креатинин или осмоларитет, може да покаже локализацията на патологичния процес.

Уринни маркерни протеини

За да сме наясно как откриването на различни видове протеини в урината могат да ни служат като маркери за локализация на патологията, трябва да си припомним, че гломерулната филтрация е зависима от общата филтрационна площ, пропускливостта на филтрационната мембрана и ефективното филтрационно налягане.

Физиологично филтрационната мембрана не пропуска високомолекулните белтъци, докато по-нискомолекулните се филтрират. На границата стоят албумините, с молекулна маса 66.3 кD. Албуминът в урината е маркер на гломерулната филтрация и показва загуба на селективността по електричен заряд.

Имуноглобулините имат молекулна маса от 80 до 900 кD и са маркер на гломерулна филтрация, те показват загуба на селективност по големина.

Alpha 1 микроглобулинът е с молекулна маса 14.5 кD, а beta 2 микроглобулинът има молекулна маса 11.58 кD - те физиологично се филтрират 100%, но тъй като са необходими на организма, той генетично е изработил механизми за тяхната 99.9% реабсорбция на нивото на бъбречните тубули. Поради това, откриването на тези протеини в урината е маркер за нарушение в тубулната реабсорбция - тубулопатия.

Alpha 2 макроглобулинът е с молекулна маса над 150 кD и поради това откриването му в урината маркира постренална протеинурия.

Нормална находка на уринните протеини:

Белтък тест-лента - отрицателен

U общ белтък <100 mg/l

U албумин <20 mg/g креатинин (Cr)

U alpha 1 микроглобулин <14 mg/g Cr

U beta 2 микроглобулин <0.2 mg/g Cr

Преренална протеинурия:

Белтък, измерен с тест-лента, обичайно е отрицателен (-) докато няма гломерулна увреда

U общ белтък 100 mg/l

U Албумин 20 mg/g Cr в зависимост от стадия на заболяването

U beta-2 микроглобулин >14 mg/g Cr, в резултат на конкуриране за реабсорбция в тубулите с леките вериги kappa- или lambda - леки вериги са повишени в случай на гамапатия

Други малки протеини, при преренална протеинурия в случаи на високо серумно ниво: миоглобин, beta-2 микроглобулин, хемоглобин.

Тубулна протеинурия:

Белтък с тест-лента - обичайно (-), тъй като alpha 1 микроглобулинът не реагира с лентата

U общ белтък често <100 mg/l

U албуминът може да е леко увеличен

U alpha 1 микроглобулин >14 mg/g Cr

U beta 2 микроглобулин >0.2 mg/g Cr

Гломерулна протеинурия:

Белтък с тест-лента: обичайно положителен (+), може да е отрицателен (-) в случаи с микроалбуминурия

U Общ белтък >100 mg/l

U албумин >20 <200 mg/g Cr = микроалбулинурия

>200 mg/g Cr = макроалбулинурия

>300mg/l = определя се U IgG

U alpha 1 микроглобулин <14 mg/g Cr

U beta 2 микроглобулин <0.2 mg/g Cr

Смесена гломерулно-тубулна протеинурия:

Белтък - с тест-ленти - положителен (+)

U общ белтък >100 mg/l

U албумин >20 mg/g Cr

U alpha1 микроглобулин >14 mg/g Cr

U beta 2 микроглобулин >0.2 mg/g Cr

При смесения тип протеинурия обичайно и двата вида протеини - гломерулни и тубулни - са повишени значително

Постренална протеинурия

Белтък с тест-лента - отрицателен/положителен

U общ белтък >100 mg/l

U албумин >20 mg/g Cr

U IgG >10 mg/g Cr

U IgG/U албумин >0.2

U alpha 1 микроглобулин >14 mg/g Cr

U beta 2 макроглобулин >10 mg/g Cr

U alpha 2 макроалбумин >0.2 mg/g Cr

Типично е, че протеините с големи молекули са по-значимо повишени отколкото малкомолекулните белтъци.

Цел и задачи: За да се ползваме от точната информация от тези анализи е задължително да познаваме:

- правилата за анализ на протеини в урината

- начините за представяне на резултатите

- границите на тези параметри при здрави хора

Материал и методи: Изследвахме 130 здрави хора на възраст 20-65 години, подбрани на директен принцип, разпределени по пол и възраст, според изискванията за референтна група на международната асоциация по клинична химия и лабораторна медицина (IFCC).

Демографски характеристики: мъже 72 (55.4%); средна възраст 36.49+/-13.995 години (минимална 20; максимална 65 години) след получено информирано съгласие.

Дефинираните норми са направени по утвърдените от СЗО. Участниците са клинично здрави, не споменават фамилни заболявания, трикратното измерване на артериалното им налягане е в границите на нормата, стойностите на кръвна глюкоза са в референтната област, с нормални нива на креатинин и урея в кръвта, не съобщават за бъбречни заболявания и сухите уринни тесове не показват наличие на левкоцити, еритроцити, бактерии и белтък.

В момента не вземат никакви лекарства, не злоупотребяват с алкохол и упойващи вещества, жените не са бременни и не кърмят, не вземат контрацептиви, не са в месечен цикъл. Нямат прекомерно физическо натоварване, наднормено тегло, не работят при вредни условия или при прекомерен стрес, хематологичните им показатели са в норма.

Проследените лабораторни параметри бяха: общо ниво на протеини в урина, микроалбумин, beta 2 микроалбумин, осмоларитет и креатинин в първа порция сутрешна урина, както и отношението на посочените протеини към екскреционното креатининово ниво и уринния осмоларитет.

Спазвайки Европейските препоръки (EG) за уринен анализ, изследвахме първа порция сутрешна урина с pH между 6 и 8 часа, анализирана до 1.5-2 часа след отделянето й. Уринният анализ (с Hitachi 902, Olympus 400) включваше:

- общ протеин (U протеин - турбидиметрия)

- албумин (U микроалбумин - имунотурбидиметрия)

- beta 2 микроглобулин (U beta 2 M - имунотурбидиметрия)

- креатинин (U креатинин Jaffe кинетично - колориметричен с пикринова киселина)

- U осмоларитет: криоскопия - осмометър на Knauer

Резултати: Получените резултати представихме като отношение белтък и неговите фракции албумин и beta 2 M към креатинин и осмоларитет в урина:

- U protein g/l (U p g/l), U protein g/mol Cr, U protein g/g Cr, U protein g/mOSM

- U albumin mg/l (U alb mg/l), U albumin mg/mol Cr , U albumin mg/g Cr , U albumin mg/mOSM

- U beta 2 M mg/l, U beta 2 M mg/mol Cr, U beta 2 M mg/g Cr, U beta 2 M mg/mOSM

Обсъждане: В научната литература въпросът за адаптацията на параметри на протеинурия с клинична значимост стои отдавна (1, 2). Но за да бъде валидиран в нашата клинична практика, той трябва да бъде добре обоснован (3, 4).

Определянето на креатинин в урина се използва за оценка на екскреционната скорост на уринни съставки чрез изчисляване на концентрационното им отношение спрямо креатинина (5, 6, 7).

За същата цел може да се ползва и mOSM на урината (8, 9). Така се компенсират вариациите във водната екскреция и протеинурията се обективизира чрез бъбречната филтрация (10, 11, 12).

Количественото определяне на протеинурията може да се представи чрез: протеин или протеинови фракции, отнесен към литър урина, към 24-часова уринна порция, към концентрацията на креатинина в урината, изразена в грам креатинин (g Cr), мол креатинин (mol Cr), към осмоларитета на урината в mosm (13).

Събирането на диуреза крие рискове от неточности в изпълнението си, които могат да бъдат свързани с неточен обем на събираната урина, неправилно съхранение (температура, консервант) (14, 15, 16).

Разрушаването на наличните в урината клетки при възпалителен процес, което се получава при престояването й в рамките на 24 часа, може да интерферира върху нивото на протеинурията (15, 17).

Това компроментира дименсията U протеин/на 24 часа урина. От друга страна, количеството на екскретирания протеин в различните порции урина търпи физиологични различия, което компроментира дименсията U протеин/l урина.

Обвързването на U протеин с величината на бъбречната филтрация представя по най-реален начин количествената характеристика на отделените с урината протеини. Това може да се направи чрез отнасянето на протеина или фракциите му към уринния креатинин (U Cr). По този начин протеинурията, като обща или фракционирана, може да бъде представена много по-обективно и независимо от интерфериращи условности.

Албуминурията отразява не само бъбречно увреждане (18, 19). Тя често рефлексира с генерализирана ендотелна дисфункция и е асоциирана с повишен сърдечносъдов и мозъчносъдов риск (20, 21).

Пациентите със захарен диабет тип 1 и 2 (ДТ1 и ДТ2), при които се открива албуминурия (микроалбуминурия), имат десетократно по-висок риск, в сравнение с пациентите с нормоалбуминурия (19, 22, 23, 24).

Диабетно болните с микроалбуминурия имат три пъти по-висока честота на смъртност от сърдечносъдови заболявания (ССЗ) в сравнение с тези без микроалбуминурия (24, 25), а 40-50% от пациентите с ДТ2 и микроалбуминурия умират от ССЗ преди бъбрекът напълно да изчерпи физиологичните си възможности и да се стигне до тотална бъбречна недостатъчност (13, 26).

При бъбречно трансплантираните, рискът да се развие ССЗ нараства значително след установяването на персистираща протеинурия (27, 28). Последните насоки в областта на бъбречната трансплантация препоръчват количественото определяне на протеинурия да бъде представяно като протеин креатининово съотношение (PCR) или албумин-креатининово съотношение (ACR) (29, 30).

Протеинурията при бременни и особено асимптомната такава, крие много рискове и изисква внимателно наблюдение (31, 32, 33, 34).

Осмоларитет е концентрацията на разтворените в течността (в случая урината) частици. Той се отнася до броя на осмоли на литър течност (аn osmole - OSM) или “на парче”, на молекула). Към това трябва да се прибавят още и отделените осмотичноактивни крайни продукти на белтъчната обмяна и патологично попаднали осмотично-активни въглехидратни продукти.

Референтните граници на уринния осмоларитет са U Osm 855-1355 mOsm/l. Тази голяма амплитуда дава възможност бъбрекът във всеки един момент и извънредно прецизно да балансира хомеостазата на организма.

Затова отнасянето на който и да е продукт, отделен в даден момент през бъбрека, към стойностите на бъбречния осмоларитет, измерен в същата единтична порция урина, прави определянето на неговата концентрация много прецизно и обективно. Това многократно повишава сензитивността, а оттам и възможността на това съотношение да е много ранен маркер за патология като цяло и в частност - патология на бъбрека.

Референтни стойности на eлектролити и олигоелементи в урината: натрий: 40-220 mmol/24 h; хлор: 110-250 mmol/24 h; калций: 2.5-7.5 mmol/24 h; фосфор: 10.9-32.3 mmol/24 h; мед: 0.44-1.1 mcmol/24 h; цинк: 4.5-9 mcmol/24 h; магнезий: 7.1-11.7 mmol/24 h, олово: 6.3-13 mcg/l, кадмий: 0.5-4.7 mcg/l; манган: дo 20 mcg/l; арсен: 10-30 mcg/l; кобалт: 1.2-1.35 mcg/l; молибден: 33-34 mcg/l; никел: 2.2-2.7 mcg/l; хром: 0.24-1.8 mcg/l; калий: 25-125 mmol/24 h.

Изчислихме кoрелационната зависимост на лабораторните параметри за протеинурия на референтната група. Не открихме статистически значими изменения в лабораторните параметри за протеинурия на референтната група с нарастване на възрастта (p>0.05), с изключение на U beta 2 M mg/l и U beta 2 M mg/mol Cr, при които има статистически значима умерена права корелация (p<0.05). По отношение на пола също не установихме такава разлика при нашите наблюдения.

Изводи: Правилата за определяне на протеини в урината изискват анализ на дадена порция урина с рН 6-8, изследвана до 1.5 и 2 часа след получаване. Ако не могат да бъдат изпълнени тези условия, то изследваната урина следва да бъде съхранена на 8 градуса - до 8 часа, на 0 градуса - до 48 часа или на -20 градуса - до два месеца.

Начините за представяне на резултатите на общите протеини или протеиновите фракции в урината, отнесени към креатинина или осмоларитета на тази урина, изразяват по-обективно количественото определяне на уропротеините. Това прави протеинурията по-чувствителен маркер за локализация на бъбречната патология.

Протеинурията отразява не само бъбречно увреждане, тя често показва генерализирана ендотелна дисфункция и е свързана с повишен сърдечно- или мозъчносъдов риск.

Направихме адаптация, като представихме получените от нас резултати на референтна група хора за количествено определяне в урина на: общ протеин, албумин и beta 2 микроглобулин при наши регионални условия.

Изследването на урина е много перспективен анализ, тъй като получаването на анализирания материал е неинвазивно, а при добри познания от страна на лекаря, много често резултатите директно поставят диагнозата, проследяват терапията и интерпретират рисковете от усложнения.

Използвани източници:

1. Cyamlani G., Bergstralh E. Slazak J., Larson T. Urinary albumin to osmolality ratio predicts 24-hour urine albumin excretion in diabetes mellitus. AJKD, 2003, Vol. 42, pp. 455-56

2. Abdelmalek J., Gansevoort R., Lambers H. et al. Estimated albumin excretion rate versus urine albumin-creatinine ratio for the assessment of albuminuria: a diagnostic test study from the Prevention of Renal and Vascular End Stage Disease. Am J Kidney Dis, March 2014;63(3):415-21

3. Masselli,G., Derme M., Bernieri M. et al. Stone disease in pregnancy: imaging-guided therapy, Insights Imaging,2014, 5, 691-6

4. Wan J. Skoog S., Hulbert W. et al. Section on Urology response to the new Guidelines for the diagnosis and management of UTI. Pediatrics, 2012, 129-151

5. Fernandez-Fresnedo G., Escallada R., Rodrigo E. et al. Proteinuria is an independent risk factor of cardiovascular disease in renal transplant patient. Transplant Proc 2002, 34, 367

6. Villafruela J., Pascual J., Teruel J. et al. Correlation between protein to creatinine ratio in a single urine sample and daily protein excretion. Contrib Nephrol, 1990, 83, 120-123

7. Vart P., Scheven L. et al. Urine albuminatinine ratio versus albumin excretion for albuminuria staging: A prospective longitudinal cohort study. Am J Kidney Dis, January 2016; 67(1):70-8. Doi: 10.1053

8. Witte E., Lambers Heerspink H., de Zeeuw D. et al. First morning voids are more reliable than spot urine samples to assess microalbuminuria. J Am Soc Nephrol, 2009, 20:436-443

9. Deville W., Buntinx F., Bouter L. et al. Conducting systematic reviews of diagnostic studies: didactic guidelines. BMC Med Res Methodol, 2002, 2-9

10. Canadian Diabetes Association Clinical Practice Guidelines Expert Committee. Excerpt taken from Canadian Diabetes Association 2008 clinical practice guide lines for the prevention and management of diabetes in Canada. Can J Diabetes. 2008;32 :S127

11. Erman A., Rahamimov R., Mashraki T. et al. The urine albumin-to-creatinine ratio: assessment of its performance in the renal transplant recipient population. Clin J Am Soc Nephrol 2011, 6, 892-897

12. Hutchison A., O’Reilly D., MacCuish A. Albumin excretion rate, albumin concentration, and albumin/creatinine ratio compared for screening diabetics for slight albuminuria. Clinical Chemistry. 1988, 34, 2019-2021

13. Incerti J., Zelmanovitz T., Camargo J. et al Evaluation of tests for microalbuminuria screening in patients with diabetes. Nephrol Dial Transplant 20, 2005, 2402-2407

14. Шишенков М. Автоматизация на уринни изследвания - опит и някои разсъждения, Медицинска практика, XL, 2004, с. 4, 81-83

15. Ninomiya T., Perkovic V., de Galan B. et al. Albuminuria and kidney function independently predict cardiovascular and renal outcomes in diabetes. J Am Soc Nephrol, 2009, 20, 1813-1821

16. van der Velde M., Halbesma N., de Charro F. et al. Screening for albuminuria identifies individuals at increased renal risk. J Am Soc Nephrol, 2009, 20, 852-862

17. Widmer M., Gulmezoglu A., Mignini L. Duration of treatment for asymptomatic bacteriuria during pregnancy, Cochrane Database Systematic Review, 2011

18. Akbari A., White C., Shahbazi N. et al. Spot urine protein measurements: are these accurate in kidney transplant recipients? Transplantation 2012, 94, 389-395

19. Wong I., Shortliffe L. Pediatric urology for the primary care physician. Current Clinical Urology, Eric Klein series editor. Humana Press 2015, 12, 87-94

20. Vazquez, J., Abalos E. Treatments for symptomatic urinary tract infections during pregnancy. Cochrane Database Systematic Review, 2011

21. Mattix H., Hsu C., Shaykevich S., Curhan G. Use of the albumin/creatinine ratio to detect microalbuminuria: Implications of sex and race. J Am Soc Nephrol, 2002, 1034-1039

22. American Diabetes Association: Standards of medical care in diabetes, 2010. Diabetes Care 33 (Suppl 1): S11-S61

23. Hong D., Oh I., Park J. et al. Evaluation of urinary indices for albuminuria and proteinuria in patients with chronic kidney disease. Kidney Blood Press Res 2016, 41, 258-266

24. lma J., Yslam S., Hossain M. Spot urinary protein/osmolality ratio as a predictor for proteinuria of nephritic range. Bangladech Med Res, Conne Bull, 2007, Vol. 33, pp. 65-69

25. Harris D. Tubulointerstitial renal disease. Curr Opin Nefrol Hypertens, 2000, Vol. 10, pp. 303-306

26. Vart P., Scheven L., Lambers Heerspink H. et al. Urine albumin-creatinine ratio versus albumin excretion for albuminuria staging: A prospective longitudinal cohort study. American Journal of Kidney Diseases, 2016, p. 70-78

27. Hillege H. et al. Microalbuminuria is common, also in a nondiabetic, nonhypertensive population, and an independent indicator of cardiovascular risk factors and cardiovascular morbidity. Journal of Internal Medicine, 2001, 249, 519-526

28. Guder W., Narayanan S., Wisser H., Zawta B. Samples: From the patient to the laboratory. GIT VARLAG, 2001, pp. 28-31

29. Ellam T. Albumin:creatinine ratio - a flawed measure? The merits of estimated albuminuria reporting. Nephron Clin Pract. 2011, 118, 324-330

30. Watanabe Y., Suda S., Kanamaru T. et al. High urinary albumin/creatinine ratio at admission predicts poor functional outcome in patients with acute ischemic stroke. Nephrology (Carlton). 2016 Feb 10

31. Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) CKD Work Group. KDIGO 2012 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Management of Chronic Kidney Disease. Kidney Inter 2013, 3, 19-62

32. Rodrigo E., Pinera C., Ruiz J. et al. Quantitation of 24-hour urine protein excretion in kidney transplant patients by the use of protein to creatinine ratio. Transplant Proc, 2003, 35, 702

33. Liu Z., Wei Y., Hou Y. et al. Differences in pathological characteristics and laboratory indicators in adult and pediatric patients with Henoch-Schonlein purpura nephritis. Jurnal of Huazhong University of Science and Technology, October 2016, Vol. 36, 5, pp 659-666